JP3903300B2 - 光ファイバ接続切替装置およびその方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ネットワーク等に用いられ、ロボットハンドにより光コネクタプラグを介して光ファイバの自動的な接続および切り替え作業を行なう光ファイバ接続切替装置およびその方法に関するものである。
【０００２】
【従来技術】
一般に、光ファイバ接続切替装置は、複数本の入出力ファイバ群に対して、任意の入力側光ファイバと任意の出力側光ファイバとを接続または接続解除する機能を有するものであり、様々な構成のものが提案されている。この光ファイバ接続切替装置の従来の一例を以下に説明する。
【０００３】
例えば、ロボットハンドを用いて接続切替作業を自動化した光ファイバ自動接続切替装置が、特開平７−３１８８２０号公報に提案されている。この光ファイバ自動接続切替装置は、光ファイバコードの接続、接続解除作業用にロボットハンドが使われているものである。
【０００４】
図８に示すように、前記光ファイバ自動接続切替装置の構成概要を示す。光ファイバ自動接続切替装置１００は、出力側の光ファイバコード１０１が接続される光コネクタアダプタ１１０および、入力側の光ファイバコード１０２が接続される光コネクタプラグ１０９を複数設けた接続盤１０３と、入力側の光ファイバコード１０２の光コネクタプラグ１０９を整列，保持する整列孔を複数並べて設け、接続盤１０３と対面して配置される整列盤１０４と、光コネクタプラグ１０９を把持して光ファィバコード１０２を引き出し、その光コネクタプラグ１０９をアダプタに対して接続、抜去を行なうハンド機構１０５と、アダプタから光コネクタプラグ１０９プラグを抜き去った光ファイバコード１０２を巻き取る巻き取り機構１０６と、巻き取った光ファイバコード１０２を収納する余長処理部１０７と、ハンド機構１０５を接続盤１０３および整列盤１０４の所望の位置に移動させる移動機構１０８とから構成されている。
【０００５】
そして、従来の光ファイバ自動接続切替装置１００は、つぎに示す動作により光ファイバコードの接続替え作業を行っている。
はじめに、ハンド機構１０５により接続盤１０３から光コネクタプラグ１０９を接続解除された光ファイバコード１０２は、巻き取り機構１０６に設けられたローラ１０６ａにより整列盤１０４の背面から余長処理部１０７側に引き出され、余長処理部１０７に、その光ファイバコード１０２が収納される。それとともに、光コネクタプラグ１０９が整列盤１０４の整列孔に収納される。
【０００６】
次に、ハンド機構１０５によって、再度光ファイバコード１０２の光コネクタプラグ１０９を整列盤１０４から引き出し、再度接続盤１０３上の任意の例えば、光コネクタアダプタ１１１に接続することで、光ファイバコード１０２の接続替え作業を行なうものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の光ファイバ自動接続切替装置では、以下に示すような問題点が存在していた。
前記のように従来技術の光ファイバ自動接続切替装置では、光接続盤で接続される入力側の光コネクタプラグについて、ロボットハンドで扱うために複雑な構成としおり、出力側の光コネクタにおいても、例えば市販されている汎用品であるＳＣ型やあるいはＭＵ型を使用することができず、専用のものとなり、装置自体が高コストとなる課題があった。
【０００８】
そして、ロボットハンドの構成においても、光アダプタあるいは搬送される光コネクタプラグの取り扱いが正確かつ迅速に行なえるものではなかった。さらに、光ファイバ自動接続切替装置では、作業位置での温度差による寸法精度の変動に対する問題を解決することができなかった。
【０００９】
また、パッチパネルなどを用いて手動での光コネクタアダプタの着脱による接続替えでは、光コネクタプラグや光アダプタは、ＳＣ型やＭＵ型などの市販の汎用部品を用いることができるが、人手で扱うためのスペースを必要とするため機構が大型化することや、接続作業時の信頼性の面で課題があった。
【００１０】
本発明は前記の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、光ファイバ接続切替装置の低コスト化、ならびに寸法の小型化、高信頼化を実現する光ファイバ接続切替装置およびその方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記目的を達成するため、つぎのような光ファイバ接続切替装置およびその方法にかかる構成とした。すなわち、光ファイバ接続切替装置としては、フランジ部およびフェルールを有し、光ファイバを支持する入力側の光コネクタプラグ、および出力側の光コネクタプラグを、対面させて光接続するための光アダプタと、この光アダプタを複数備える光接続盤と、この光接続盤の光アダプタに光接続される前記入力側の光コネクタプラグを開閉自在な動作により把持する一方と他方のフィンガ部を有すると共に、移動機構を有するロボットハンドとを備える光ファイバ接続切替装置において、前記光アダプタは、前記光接続盤に貫通する開口部に設置され、貫通孔を有する保持部と、この保持部が有する貫通孔の一方の開口周囲に設けられ、前記入力側の光コネクタプラグのフランジ部を固定する複数のつめ部を有するプラグ係止フックと、前記保持部の貫通孔に支持され、前記入出力側の光コネクタプラグのフェルールを挿入する割スリーブとを備え、前記入力側の光コネクタプラグは、当該光コネクタプラグの胴体部の外径寸法より大きな径を備える前記フランジ部と、このフランジ部から一定間隔を隔てた位置に設けられ、前記フランジ部より外径が小さな径を有する凸部とを備え、前記ロボットハンドのフィンガ部は、前記プラグ係止フックのつめ部に当接して、そのつめ部を離間する方向に弾性変形させる位置に水平方向に突出して形成された押圧当接部と、前記入力側の光コネクタプラグの凸部に係止する係止部と、前記光コネクタプラグの胴体部に当接して保持する当接保持部とを備え、前記当接保持部は、当該フィンガ部の基端側に設けられ、前記係止部は、前記当接保持部から溝部を介在させて形成された光ファイバ接続切替装置とした。
【００１２】
このように構成されることにより、ロボットハンドのフィンガ部の押圧当接部が光コネクタプラグのフランジ部を保持しているプラグ係止フックのつめ部に当接して、そのつめ部を離間させる方向に弾性力に抗して押し広げることが可能となる。また、プラグ係止フックのつめ部が広げられ光コネクタプラグが光アダプタから離脱する状態となったとき、フィンガ部の当接保持部および係止部によりその光コネクタプラグの胴体部および凸部を保持することができる。なお、ロボットハンドは、光コネクタプラグの凸部にフィンガ部の係止部を係止することができるため、割スリーブに挿入している光コネクタプラグのフェルールを強制的に引き抜く際に都合がよい。
【００１７】
また、前記光ファイバ接続切替装置において、前記出力側の光コネクタプラグは、前記光接続盤の他方における開口部に着脱自在に係合し、一方を開口する係合筐体部と、この係合筐体部の開口から突出して配置されるフェルールと、このフェルールの基端側に設けたフランジ部と、このフランジ部に設けた胴体部と、この胴体部に係合すると共に、前記係合筐体部の間に設けられたスプリングとを備え、前記出力側のフェルールが前記割スリーブの中央より入力側の位置に配置される構成とした。
【００１８】
このように構成されることにより、出力側の光コネクタプラグは、光接続盤の光アダプタの保持部が有する割スリーブにフェルールを挿入する場合に、当該スプリングにより光軸方向で入力側に付勢される状態となる。そして、入力側の光コネクタプラグは、プラグ係止フックに係合される場合に、入力側のフェルールにより、出力側の光コネクタプラグのフェルールを、当該スプリングの付勢力に抗して押圧し、割スリーブの中央位置に配置される際に、常に入力側のフェルールが後退する方向に付勢された状態で光接続されることになる。
【００１９】
さらに、前記光ファイバ接続切替装置において、前記光接続盤は、前記光アダプタの任意個数を一ブロック単位として設定した筐体と、この筐体の所定位置に離間して配置され前記ロボットハンドに把持された光コネクタプラグのフェルールの位置を検出する位置検出センサと、この位置検出センサにより検出した前記フェルールの位置と、予め入力した初期位置との変化分を演算する演算制御部と、を備え、前記演算制御部で演算した変化分により前記ロボットハンドにおける移動位置の誤差を制御するように構成した。
【００２０】
このように構成されることにより、ロボットハンドが光コネクタプラグを把持して任意の光アダプタの位置に移動する場合に、光接続盤の筐体に設けた一方の位置検出センサである例えば光電センサに対して、その光コネクタプラグのフェルールを対面させて反射する反射波を、その光電センサに認識させ、つぎに、他方の位置検出センサである例えば光電センサによりその光コネクタプラグのフェルールを対面させて反射する反射波を、その他方の光電センサに認識させることで、熱による筐体等の伸縮状態による寸法の変化を検出することが可能となる。
【００２１】
なお、前記光ファイバ接続切替装置において、前記筐体の近傍に温度センサを設置し、作業環境条件の変化等による作業中の温度差が予め決められた値を超えた場合に、前記ロボットハンドによる光コネクタプラグの着脱における位置合わせ時において、当該ロボットハンドと前記光アダプタの相対的な位置誤差が生じたと推定し、位置補正のために前記センサに対して前記ロボットハンドに把持された前記光コネクタプラグのフェルールが走査するように構成しても構わない。
【００２２】
このように構成されることにより、光ファイバ接続切替装置は、光作業時の温度変化によるロボットハンドの移動位置精度を維持することが可能となる。つまり、予め入力した前記センサの初期位置に対応する当該センサ間の長さと、センサにより検出した前記光コネクタプラグの位置により当該光コネクタプラグが移動した距離に対応する前記センサ間の長さとの変化分を検出することができ、その変化分によりロボットハンドの移動距離を制御することができる。
【００２３】
また、光ファイバ接続切替方法としてつぎの構成とした。すなわち、前記請求項４に記載の光ファイバ接続切替装置を用い、入力側の光コネクタプラグの離脱作業を行なう光ファイバ接続切替方法において、ロボットハンドのフィンガ部を光接続盤の光アダプタに対して、前記光コネクタプラグの着脱可能な位置に位置決めする第一工程と、前記光接続盤側に前記フィンガ部を移動させ、そのフィンガ部を開いた状態で押圧当接部によりプラグ係止フックを弾性変形させ押し広げる第二工程と、この第二工程によりプラグ係止フックによるフランジ部に対する係合から外され、前記出力側の光コネクタプラグのスプリングからの反力により、入力側の光コネクタプラグが、前記光アダプタから離脱する第三工程と、前記光アダプタから離脱した入力側の光コネクタプラグを、前記フィンガ部を閉じて把持する第四工程と、を含む手順とした。
【００２４】
このように構成されることにより、入力側の光コネクタプラグを保持しているプラグ係止フックがフィンガ部の押圧当接部により弾性変形して押し広げられ光コネクタプラグに対して離脱する状態になると、光アダプタの出力側の光コネクタプラグが備えるスプリングの付勢力により、割スリーブに挿入している入力側のフェルールが、出力側のフェルールにより、その割スリーブから離脱する方向に押出される。
【００２５】
また、前記請求項１に記載の光ファイバ接続切替装置を用いて、光コネクタプラグの接続作業を行なう光ファイバ接続切替方法において、入力側の光コネクタプラグの凸部を、ロボットハンドのフィンガ部により把持する第一工程と、接続対象となる光接続盤の光アダプタに対して、前記光コネクタプラグの装着可能な位置にロボットハンドを位置決めする第二工程と、前記ロボットハンドを光接続盤側に移動させることにより、前記光コネクタプラグのフランジ部の前面によりプラグ係止フックを弾性変形させて押し広げ、そのフランジ部に光コネクタプラグを装着させる第三工程により、光コネクタプラグの接続作業を行なう手順を含む光ファイバ接続切替方法とした。
【００２６】
このように構成されることにより、ロボットハンドのフィンガ部により把持する入力側の光コネクタプラグは、フランジ部を介してプラグ係止フックを弾性変形させ強制的に光アダプタに装着させることができる。
【００２７】
さらに、前記請求項４に記載の光ファイバ接続切替装置における位置検出センサが光電センサであるときの光ファイバ接続切替方法において、光接続盤の筐体毎に離間して設けた前記光電センサに対面する位置に、ロボットハンドにより把持する光コネクタプラグから突出しているフェルールを近接させる第一工程と、前記光電センサから照射して前記光コネクタプラグのフェルールから反射する反射波を受光し、筐体毎に配置した各光電センサにおいて検出した位置を演算制御部を介してメモリに位置情報データとして記憶する第二工程と、前記第二工程により記憶した位置情報データと予め前記メモリに入力した初期位置との変化分を演算して、その演算した結果を、前記ロボットハンドを駆動する駆動部にフィードバックさせてそのロボットハンドの移動距離を制御する第三工程と、を含む手順とした。
【００２８】
このように構成されることにより、光接続盤の筐体が作業環境条件あるいは季節の変化による熱の影響で伸縮した場合に、筐体毎に離間して設けた位置検出センサである例えば光電センサにより、光コネクタプラグのフェルールが装着できる保持部の正確な位置が演算され、ロボットハンドの適切な移動位置を常に把握して制御することが可能となる。
【００２９】
【実施例】
以下，図面を参照して本発明の光ファイバ接続切替装置およびその方法についての実施の形態を詳細に説明する。
図１は光ファイバ接続切替装置の全体を模式的に示す斜視図、図２は光ファイバ接続切替装置の光接続盤を示す分解斜視図、図３は光ファイバ接続切替装置の光アダプタに入出力側の光コネクタプラグが装着された状態の断面図、図４（ａ）、（ｂ）は光ファイバ接続切替装置のロボットハンドを示す正面図および一部破断した側面図である。
【００３０】
図１および図２に示すように、光ファイバ接続切替装置Ａは、入出力側の光コネクタプラグ１０、７０を着脱自在に光接続する光アダプタ５を複数備える光接続盤１と、この光接続盤１の各光アダプタ５の位置に自在に光コネクタプラグ１０を移動させるための移動機構３０を有するロボットハンド２０とから構成されている。なお、光接続盤１の対面する位置には、整列盤１Ａが設置されており、その整列盤１Ａには複数の整列孔１ａが形成されている。また、図示していないが、整列盤１Ａの後側には入力側の光ファイバＦＩを手繰り寄せるための公知の機構を備えている。
【００３１】
図１ないし図３に示すように、光接続盤１は、光アダプタ５の任意の個数を一ブロック単位として設定した筐体２と、この筐体２の左端および右端の位置に離間して配置した位置検出センサである例えば光電センサ３，３と、光アダプタ５を設置するためにその筐体２に貫通して形成した開口部２Ａを備えている。そして、筐体２は、ここでは上下２段となるように形成され、上下の開口部２Ａに光アダプタ５を設置した際に、上下に位置する光アダプタ５が互いに重ならないように互い違いとなる位置に、その開口部２Ａが配置されている。
【００３２】
図２および図３に示すように、筐体２の開口部２Ａは、入力側と出力側となる一方と他方における開口２ａ、２ｂにおいて対称となるように形成されている。そして、筐体２の他方における開口２ｂの近傍には、出力側の光コネクタプラグ７０の係合筐体部７３を着脱自在に係止するための係止機構（図示せず）が設けられている。この係止機構は、公知の構成である。
【００３３】
図２および図７に示すように、筐体２に設けた光電センサ３，３は、筐体２の左端と右端に離間した位置で、かつ、開口部２Ａの開口２ａより前方に突出する突出部４に設けられている。この光電センサ３，３は、赤外線等の光線を照射する照射部（図示せず）と、反射波を受光する受光部（図示せず）等を有している。そして、ロボットハンド２０が把持している光コネクタプラグ１０から前方に突出して位置するフェルール１３が対面して近接した際に、光電センサ３，３は、赤外線等の光線を照射してそのフェルールから反射される反射波を受光して反射波のピーク時の分布を、演算制御部３ａを介してメモリ３ｂに位置情報データとして記憶している。
【００３４】
図２および図３に示すように、光アダプタ５は、筐体２の開口部２Ａに設置され、貫通孔７ａを有する保持部７と、この保持部７の所定位置に設けた取付板９と、貫通孔７ａに挿入されて支持され、光コネクタプラグ１０，７０のフェルール１３、７１を挿入するための割スリーブ８と、取付板９に支持され貫通孔７ａの一方の開口周囲に設けられるプラグ係止フック６とを備えている。
【００３５】
図２に示すように、光アダプタ５の保持部７は、取付板９から出力側に突出する円筒部分７Ａおよび取付板９から入力側に突出する突出筒部分７Ｂにより、ここでは構成されている。そして、貫通孔７ａは、円筒部分７Ａ、取付板９および突出筒部分７Ｂを貫通して同一直径に形成されている。なお、貫通孔７ａは、図３に示すように、その突出筒部分７Ｂの貫通孔７ａの開口端にストッパ７ｂが設けられている。そして、貫通孔７ａには、割スリーブ８が嵌入されており、ストッパ７ｂにより入力側には抜け出さないように構成されている。
【００３６】
図２および図３に示すように、割スリーブ８は、筒状体の軸線方向に沿って切割が設けられており、フェルール１３，７１の直径より僅かに小さな直径となるように形成され、フェルール１３，７１が挿入された際に、そのフェルール１３，７１をある程度緊密に保持できるように構成されている。
【００３７】
図２および図３に示すように、プラグ係止フック６は、取付板９から突出する突出筒部分７Ｂを挟む位置に配置される板状体の先端につめ部６ａ，６ｂを有している。そして、つめ部６ａ，６ｂは、突出筒部分７Ｂの貫通孔７ａの周辺に配置され、対面する位置に傾斜面を備えている。このつめ部６ａ，６ｂの傾斜面は、先端に向かうにしたがって両つめ部６ａ，６ｂの間隔が広がるように形成されている。
【００３８】
なお、図３に示すように、プラグ係止フック６は、筐体２に設置されたときに弾性変形が可能となるように筐体２の内面から所定間隔離れた位置に配置されるように構成されている。そして、プラグ係止フック６は、図２に示すように、筐体２の開口２ａから突出して設置されることや、あるいは、図３に示すように、筐体２の開口２ａ内に収まるように設置される構成であっても構わない。さらに、プラグ係止フック６は、図６（ｂ）に示すように、光コネクタプラグ１０のフランジ部１４がつめ部６ａ，６ｂの傾斜面に当接したときに、フェルール１３が割スリーブ８内に挿入できる長さ寸法を備えていることが望ましい。
【００３９】
また、プラグ係止フック６のつめ部６ａ，６ｂは、ここでは２つが対面して配置される例を示したが、光コネクタプラグ１０を着脱自在に保持することができる構成であれば、３つあるいは４つまたはそれ以上の数を備えていても構わない。
【００４０】
さらに、プラグ係止フック６は、光コネクタプラグ１０を装着する場合、および、光コネクタプラグ１０を離脱させる場合に、弾性変形することができる部材あるいは厚さ寸法により形成されている。
【００４１】
つぎに、入出力側の光コネクタプラグ１０，７０について説明する。図２および図３に示すように、入力側の光コネクタプラグ１０は、胴体部１１の端部１２に設けたフェルール１３と、このフェルール１３の基端側で端部１２の近傍に設けたフランジ部１４と、このフランジ部１４から所定距離を隔ててその胴体部１１に設けた凸部１５と、胴体部１１の後部に設けた光ファイバの相通孔を備えている。
【００４２】
そして、図３および図６（ｂ）に示すように、光コネクタプラグ１０のフランジ部１４は、プラグ係止フック６のつめ部６ａ，６ｂに形成した傾斜面に当接し、かつ、そのつめ部６ａ，６ｂに係合することができる直径を備えている。また、光コネクタプラグ１０の凸部１５は、そのフランジ部１４より小さな直径となるように胴体部１１から突出して形成されている。この凸部１５は、ここでは連続して円環状に形成されているが、ロボットハンド２０により係合することができれば、胴体部１１の周面に一定間隔で突出する構成としても構わない。
【００４３】
なお、フランジ部１４は、フェルール１３側に位置する胴体部１１からの立上面を、図３では、胴体部１１から垂直に形成しているが、胴体部１１側ではそのフランジ部１４の幅寸法が広く、外周に向かうにしたがってその凸部１５の幅寸法が狭くなる傾斜面あるいは曲面となるように形成しても構わない。
【００４４】
図２および図３に示すように、出力側の光コネクタプラグ７０は、開口７６を備える係合筐体部７３と、この係合筐体部７３に設けたコイルスプリング７５と、このコイルスプリング７５に嵌装される胴体部７４と、この胴体部７４の周面から円環状に突出して形成されるフランジ部７２と、このフランジ部７２から一定間隔離間した位置に設けられたフェルール７１とを備えている。そして、光コネクタプラグ７０の係合筐体部７３は、筐体２の他方の開口２ｂに対して係合離脱自在となる係合部分（図示せず）を備えている。なお、この出力側の光コネクタプラグ７０は、汎用品であり、例えば、ＳＣ型、ＭＵ型プラグと同等の構成を備えているものである。
【００４５】
つぎに、ロボットハンド２０について説明する。図１、図２および図４に示すように、ロボットハンド２０は、入力側の光コネクタプラグ１０を把持するための一方と他方のフィンガ部２０Ａ，２０Ｂと、光接続盤１および整列盤１Ａの間を自在に移動することができる移動機構３０を備えている。
【００４６】
移動機構３０は、図１、図２および図７に示すように、水平面における一方の方向であるＸ方向に移動させるＸ方向ガイド３１，３１と、このＸ方向ガイド３１，３１に沿って移動するＸガイドスライド部３２，３２と、このＸガイドスライド部３２，３２に掛け渡されて支持され、Ｘ方向に直交するように配置されたＹ方向ガイド３３と、このＹ方向ガイド３３に沿って移動するＹガイドスライド部３４と、このＹガイドスライド部３４に支持され一方と他方のフィンガ部２０Ａ，２０Ｂ（図４参照）を開閉自在に保持すると共に、上下方向（Ｚ方向）に移動させる開閉駆動部３５とを備えている。
【００４７】
図２および図４に示すように、フィンガ部２０Ａ，２０Ｂは、開閉駆動部３５に支持されるアーム２１，２１の先端側に形成されている。このフィンガ部２０Ａ，２０Ｂは、アーム２１，２１の一端に設けられ、入力側の光コネクタプラグ１０の胴体部１１（図３参照）に当接して保持する当接保持部２５と、この当接保持部２５から溝部２４を介在させて形成される係止部２３と、この係止部２３から水平方向に突出して形成される押圧当接部２２とを備えている。
【００４８】
図２、図４（ｂ）および図５（ｂ−２）に示すように、押圧当接部２２は、筐体２の開口２ａに収納できる外径に形成されると共に、プラグ係止フック６のつめ部６ａ，６ｂに当接して、そのつめ部６ａ，６ｂを弾性変形させ開かせることができる位置に突出する円環状に形成されている。そして、この押圧当接部２２は、その内径が光コネクタプラグ１０の凸部１５に接触しない寸法に形成されている。なお、押圧当接部２２は、ここでは円環状に形成された例を示したが、つめ部６ａ，６ｂに当接して開かせるように弾性変形させることができる構成であれば、上下に配置した平板状に形成すること等、特に、その形状に限定されるものではない。
【００４９】
図３および図５（ｂ−１）に示すように、フィンガ部２０Ａ，２０Ｂの係止部２３は、押圧当接部２２がつめ部６ａ，６ｂを弾性変形させ開口させた状態のときに、光コネクタプラグ１０の凸部１５よりフランジ部１４側になる位置に形成されている。この係止部２３は、光コネクタプラグ１０の胴体部１１に当接して保持することができるように内径側に円環状に連続して突出するように形成されている。なお、係止部２３は、光コネクタプラグ１０の胴体部１１に当接して保持することができれば、その形状が限定されるものではない。
【００５０】
図４、図５（ｃ−１）に示すように、フィンガ部２０Ａ，２０Ｂの溝部２４は、光コネクタプラグ１０の凸部１５を収納することができるように形成されている。また、フィンガ部２０Ａ，２０Ｂの当接保持部２５は、光コネクタプラグ１０の胴体部１１（図３参照）に当接して保持することができる円環状に形成されているが、胴体部１１の周面に部分的に当接して保持する構成であっても構わない。
【００５１】
つぎに、光ファイバ接続切替装置の接続切替動作について図１、図５、図６、図７を主に説明する。
図１に示すように、今ロボットハンド２０が今位置している光コネクタプラグ１０を、光アダプタ５（図２参照）から離脱させ、移動機構３０（図２参照）を介して移動し、ＣＨで示す位置の光アダプタ５（図２参照）に装着する接続切替動作を、一例としてここでは説明する。
【００５２】
はじめに、ロボットハンド２０のフィンガ部２０Ａ，２０Ｂは、離脱する位置の光コネクタプラグ１０に対面し、その光コネクタプラグ１０が着脱可能な位置まで、移動機構３０を介してＸ、Ｙ、Ｚ（図７参照）の方向に沿って移動する。
【００５３】
図５（ａ−１）、（ａ−２）に示すように、フィンガ部２０Ａ，２０Ｂが目的とする位置の光コネクタプラグ１０に対面すると、フィンガ部２０Ａ，２０Ｂは、開閉駆動部３５（図４（ａ）参照）により開放した状態で、図５（ａ−１）の矢印で示すように、その光コネクタプラグ１０の後部からプラグ係止フック６側に移動機構３０（図１参照）を介して前進移動する。
【００５４】
そして、図３および図５（ｂ−１）、（ｂ−２）に示すように、フィンガ部２０Ａ，２０Ｂの押圧当接部２２，２２により、プラグ係止フック６のつめ部６ａ，６ｂを、その弾性力に抗して押し広げる（弾性変形させる）。なお、このとき、光コネクタプラグ１０の胴体部１１および凸部１５の外径より、フィンガ部２０Ａ，２０Ｂの開口している間が広いため、フィンガ部２０Ａ，２０Ｂの押圧当接部２２，２２は、スムーズに前進移動することができる。
【００５５】
そして、図５（ｂ−１）、（ｂ−２）に示すように、つめ部６ａ，６ｂが押し広げられると、光コネクタプラグ１０は、そのフランジ部１４が、そのつめ部６ａ，６ｂの係合状態から開放される。それと共に、光コネクタプラグ１０は、出力側の光コネクタプラグ７０が備えるコイルスプリング７５の付勢力により、フェルール１３が、フェルール７１により押され、割スリーブ８から抜け出す方向に押し出される。そのため、押し出された光コネクタプラグ１０は、その凸部１５がフィンガ部２０Ａ，２０Ｂの溝部２４の位置にまで移動する。
【００５６】
図３および図５（ｃ−１）、（ｃ−２）に示すように、光コネクタプラグ１０のフランジ部１４が、プラグ係止フック６のつめ部６ａ，６ｂから開放され、フェルール１３が割スリーブ８からある程度押し出されると、フィンガ部２０Ａ，２０Ｂは、開閉駆動部３５（図４（ａ）参照）により互いに近接する方向に移動して、その係止部２３および当接保持部２５により光コネクタプラグ１０を把持する。
【００５７】
そして、図５（ｄ−１）、（ｄ−２）に示すように、光コネクタプラグ１０を把持するフィンガ部２０Ａ，２０Ｂは、移動機構３０（図１参照）により、矢印の方向に後退移動することで、その光コネクタプラグ１０を光アダプタ５から離脱させることで接続解除している。
【００５８】
つぎに、光アダプタ５から光コネクタプラグ１０を離脱させたロボットハンド２０は、図１に示すように、整列盤１Ａ側に移動し、図示しない巻取機構の動作と併せて整列盤１Ａの整列孔１ａに光コネクタプラグ１０を一旦支持させる。その後、光コネクタプラグ１０を把持しなおしたロボットハンド２０は、移動機構３０により、図１に示すＣＨで示す光アダプタ５（図３参照）の位置まで移動する。なお、ここでは離脱させた光コネクタプラグ１０を一度整列盤１Ａに支持する動作を採用しているが、直接目的位置の光コネクタプラグ１０に移動しても構わない。
【００５９】
また、光コネクタプラグ１０を把持するロボットハンド２０は、予め決められた回数あるいは所定時間経過後に筐体２に設けた光電センサ３，３を通過してから目的の位置まで移動するように設定されている。また、筐体２の近傍に温度センサ（図示せず）を設置し、作業環境条件の変化等による作業中の温度差が予め決められた値を超えた場合に、ロボットハンド２０による光コネクタプラグ１０の着脱における位置合わせ時において，ロボットハンド２０と接続盤（各コネクタアダプタ）１間の相対的な位置誤差が生じたと推定し、位置補正のために光電センサ３，３に対してフェルール１３が走査するように構成してもよい。
つまり、ロボットハンド２０が光コネクタプラグ１０を把持して任意の光アダプタ５の位置に移動する場合に、光接続盤１の筐体２に設けた一方の光電センサ３に対して、その光コネクタプラグ１０のフェルール１３を対面させて反射する反射波を、その光電センサ３に認識させる。つぎに、他方の光電センサ３によりその光コネクタプラグ１０のフェルール１３を対面させて反射する反射波を、その他方の光電センサ３に認識させることで、一方と他方の光電センサ３，３間の位置を検出する。そして検出した位置からフェルール１３が移動した距離に対応する長さと、予め入力した初期位置に対応する光電センサ間の長さとの変化分を演算制御部３ａにより演算することで求め、熱による筐体２等の伸縮状態による寸法の変化を検出し、フィードバックした値により移動機構３０を移動させるように駆動部３０Ａを制御することが可能となる。
【００６０】
図７に示すように、光電センサ３，３を使用する場合は、初期状態において，予め機械的原点位置（初期位置）からの各光アダプタ５（光電センサ３の位置含む）（図２参照）の位置をティーチングにより得ておく（入力手段によりメモリ３ｂに位置情報データを記憶しておく）。そして、ロボットハンド２０に把持された基準の（位置確認を行なう）光コネクタプラグ１０が光電センサ３面上を走査される時に算出される位置と、初期位置からの変化分を演算制御部３ａにより演算し、その演算した変化分の値を位置誤差量としてティーチングデータにフィードバックする。そして、フィードバックした値により移動機構３０を移動させるように駆動部３０Ａを制御している。そのため、熱による筐体２等の伸縮状態による寸法の変化を検出し、フィードバックした値により移動機構３０を移動させるように駆動部３０Ａを制御することが可能となる。
【００６１】
つぎに、光アダプタ５に光コネクタプラグ１０を装着する動作について説明する。図６（ａ）、（ｂ）に示すように、目的位置まで移動したロボットハンド２０は、光アダプタ５の割スリーブ８に光コネクタプラグ１０のフェルール１３が挿入するように、移動機構３０により前進移動する。そして、図６（ｂ）に示すように、光コネクタプラグ１０のフランジ部１４により、プラグ係止フック６のつめ部６ａ，６ｂを弾性力に抗して押し広げ（弾性変形させ）、図６（ｃ）に示すように、そのフランジ部１４をつめ部６ａ，６ｂに係合させる。
【００６２】
なお、光アダプタ５の出力側に光コネクタプラグ７０が装着されている場合に、光コネクタプラグ１０は、そのフェルール１３により、反対側に位置するフェルール７１を、コイルスプリング７５による付勢力に抗して押し込むことで、フェルール１３をつめ部６ａ，６ｂに係合させて光アダプタ５に装着して、光接続作業が完了する。
【００６３】
なお、図２に示すように、筐体２の下段側の光アダプタ５に対する光コネクタプラグ１０の着脱動作を行なう場合、ロボットハンド２０は、上段側の光アダプタ５の間を、開閉駆動機構を介して降下することで目的位置に到達して所定の動作を行なうものである。
【００６４】
このように、本発明の実施の形態では、ロボットハンドによる操作で光コネクタプラグの接続、接続解除作業を行なうことが可能となり、人手を介在しないため誤接続などの問題が解決され，高信頼化が可能となる。そして、光ファイバ接続切替装置は、いわゆるプッシュプル型の光接続・接続解除作業が簡易な構造で実現できるため，低コスト化が可能となる。
【００６５】
なお、本発明の実施の形態では、光接続盤１に配置した光アダプタ５は、図２では、光接続盤１は、光アダプタ５を２段で筐体２を四個継ぎ合わせて構成しているが、光アダプタ５は、１段あるいは３段以上であることや、筐体２は１つ、２つ、３つあるいは５つ以上であっても構わない。
【００６６】
また、前記した実施の形態では、光コネクタプラグ１０に凸部１５を形成し、かつ、ロボットハンド２０に係止部２３を備える構成として説明したが、凸部１５および係止部２３が形成されない状態であっても構わない。
【００６７】
そして、本発明は前記の実施の形態において説明した形態に限定されるものではなく，その主旨を逸脱しない範囲において，種々の変更が可能であることは勿論である。
【００６８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明にかかる光ファイバ接続切替装置およびその方法では、以下に示すように優れた効果を奏するものである。
光ファイバ接続切替装置は、任意の入力側の光ファイバと任意の出力側の光ファイバとの間の光接続あるいは接続解除作業に関して、光アダプタにプラグ係止フック等を備えることで、光コネクタプラグの着脱動作が確実でかつ高速化でき、高信頼化，低コスト化が可能となる。また、人手による作業スペースを必要とせず，アダプタ部の狭ピッチ配列構造が可能となり，従来と比較して，大幅な小型化が実現できる。
【００６９】
また、光ファイバ接続切替装置は、入力側の光コネクタプラグに凸部を備えることで、光コネクタプラグの着脱動作を確実とし、特に、光コネクタプラグを光アダプタから離脱させる場合に、その凸部にロボットハンドの係止部を係止して光コネクタプラグを移動させることができるため、操作性を向上することができる。
【００７０】
さらに、光ファイバ接続切替装置は、ロボットハンドに押圧当接部を備える構成としているため、光アダプタのプラグ係止フックの開閉動作を確実で迅速に行なうことができる。
【００７１】
そして、光ファイバ接続切替装置は、光接続盤を筐体と位置検出センサを備える構成にすることで、作業時の温度変化によるロボットハンドの移動位置精度を維持することが可能となる。
【００７２】
また、光ファイバ接続切替装置は、出力側の光コネクタプラグの構成を係合筐体部およびコイルスプリング等を備える構成とすることで、汎用品である例えばＭＵ型、ＳＣ型と同等な光コネクタプラグを利用することが可能となり、部品の規格化が行なえ，低コスト化が可能となる。
【００７３】
さらに、光ファイバ接続切替方法は、光コネクタプラグを離脱させる場合に、出力側の光コネクタプラグが備えるコイルスプリングの付勢力により、割スリーブに挿入している入力側のフェルールが、その割スリーブから離脱する方向に押し出される。そのため、光コネクタプラグに対するロボットハンドのフィンガ部の操作が容易となる。また、光ファイバ接続切替方法は、光コネクタプラグが、フランジ部を介してプラグ係止フックを弾性変形させ強制的に光アダプタに装着させているため、光コネクタプラグの光アダプタに対する装着を容易でかつ迅速に行なうことができる。光ファイバ接続切替方法は、さらに、光電センサにフェルールを近接させる工程を備えることで、ロボットハンドの移動に対して正確な位置合わせおよび位置合わせの調整作業を行なうことができ、常に正確なロボットハンドの移動を可能とする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる光ファイバ接続切替装置の全体を模式的に示す斜視図である。
【図２】本発明にかかる光ファイバ接続切替装置の光接続盤を示す分解斜視図である。
【図３】本発明にかかる光ファイバ接続切替装置の光アダプタに入出力側の光コネクタプラグが装着された状態の断面図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）は本発明にかかる光ファイバ接続切替装置のロボットハンドを示す正面図および一部破断した側面図である。
【図５】（ａ−１）、（ｂ−１）、（ｃ−１）、（ｄ−１）は本発明にかかる光ファイバ接続切替装置における入力側の光コネクタプラグの離脱を状態示す断面図、（ａ−２）（ｂ−２）、（ｃ−２）、（ｄ−２）はフィンガ部の開閉状態を示す正面図である。
【図６】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は本発明にかかる光ファイバ接続切替装置における入力側の光コネクタプラグの装着状態を示す断面図である。
【図７】本発明にかかる光ファイバ接続切替装置の光電センサからの信号によりロボットハンドの駆動部を制御する構成を模式的に示すブロック図である。
【図８】（ａ）、（ｂ）は従来の光ファイバ接続切替装置を示す平面図および側面図である。
【符号の説明】
Ａ 光ファイバ接続切替装置
ＦＩ 光ファイバ（入力側）
ＦＯ 光ファイバ（出力側）
１ 光接続盤 １Ａ 整列盤
１ａ 整列孔 ２ 筐体
２Ａ 開口部 ２ａ、２ｂ 開口
３ 光電センサ ３ａ 演算制御部
３ｂ メモリ ４ 突出部
５ 光アダプタ ６ プラグ係止フック
６ａ，６ｂ つめ部 ７ 保持部
７ａ 貫通孔 ７ｂ ストッパ
７Ａ 筒状部分 ７Ｂ 突出筒部分
８ 割スリーブ ９ 取付板
１０ 光コネクタプラグ １１ 胴体部
１２ 端部 １３ フェルール
１４ フランジ部 １５ 凸部
２０ ロボットハンド
２０Ａ，２０Ｂ フィンガ部 ２１ アーム
２２ 押圧当接部 ２３ 係止部
２４ 溝部 ２５ 当接保持部
３０ 移動機構 ３０Ａ 駆動部
３１ Ｘ方向ガイド ３２ Ｘガイドスライド部
３３ Ｙ方向ガイド ３４ Ｙガイドスライド部
３５ 開閉駆動部
７０ 光コネクタプラグ（出力側）
７１ フェルール ７２ フランジ部
７３ 係合筐体部 ７４ 胴体部
７５ コイルスプリング ７６ 開口
１０１ 光ファイバコード
１０２ 光ファイバコード
１０３ 接続盤
１０４ 整列盤
１０５ ハンド機構
１０６ 巻き取り機構
１０７ 余長処理部
１０８ 移動機構
１０９ 光コネクタプラグ
１１０ 光コネクタアダプタ
１１１ 光コネクタアダプタ
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ネットワーク等に用いられ、ロボットハンドにより光コネクタプラグを介して光ファイバの自動的な接続および切り替え作業を行なう光ファイバ接続切替装置およびその方法に関するものである。
【０００２】
【従来技術】
一般に、光ファイバ接続切替装置は、複数本の入出力ファイバ群に対して、任意の入力側光ファイバと任意の出力側光ファイバとを接続または接続解除する機能を有するものであり、様々な構成のものが提案されている。この光ファイバ接続切替装置の従来の一例を以下に説明する。
【０００３】
例えば、ロボットハンドを用いて接続切替作業を自動化した光ファイバ自動接続切替装置が、特開平７−３１８８２０号公報に提案されている。この光ファイバ自動接続切替装置は、光ファイバコードの接続、接続解除作業用にロボットハンドが使われているものである。
【０００４】
図８に示すように、前記光ファイバ自動接続切替装置の構成概要を示す。光ファイバ自動接続切替装置１００は、出力側の光ファイバコード１０１が接続される光コネクタアダプタ１１０および、入力側の光ファイバコード１０２が接続される光コネクタプラグ１０９を複数設けた接続盤１０３と、入力側の光ファイバコード１０２の光コネクタプラグ１０９を整列，保持する整列孔を複数並べて設け、接続盤１０３と対面して配置される整列盤１０４と、光コネクタプラグ１０９を把持して光ファィバコード１０２を引き出し、その光コネクタプラグ１０９をアダプタに対して接続、抜去を行なうハンド機構１０５と、アダプタから光コネクタプラグ１０９プラグを抜き去った光ファイバコード１０２を巻き取る巻き取り機構１０６と、巻き取った光ファイバコード１０２を収納する余長処理部１０７と、ハンド機構１０５を接続盤１０３および整列盤１０４の所望の位置に移動させる移動機構１０８とから構成されている。
【０００５】
そして、従来の光ファイバ自動接続切替装置１００は、つぎに示す動作により光ファイバコードの接続替え作業を行っている。
はじめに、ハンド機構１０５により接続盤１０３から光コネクタプラグ１０９を接続解除された光ファイバコード１０２は、巻き取り機構１０６に設けられたローラ１０６ａにより整列盤１０４の背面から余長処理部１０７側に引き出され、余長処理部１０７に、その光ファイバコード１０２が収納される。それとともに、光コネクタプラグ１０９が整列盤１０４の整列孔に収納される。
【０００６】
次に、ハンド機構１０５によって、再度光ファイバコード１０２の光コネクタプラグ１０９を整列盤１０４から引き出し、再度接続盤１０３上の任意の例えば、光コネクタアダプタ１１１に接続することで、光ファイバコード１０２の接続替え作業を行なうものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の光ファイバ自動接続切替装置では、以下に示すような問題点が存在していた。
前記のように従来技術の光ファイバ自動接続切替装置では、光接続盤で接続される入力側の光コネクタプラグについて、ロボットハンドで扱うために複雑な構成としおり、出力側の光コネクタにおいても、例えば市販されている汎用品であるＳＣ型やあるいはＭＵ型を使用することができず、専用のものとなり、装置自体が高コストとなる課題があった。
【０００８】
そして、ロボットハンドの構成においても、光アダプタあるいは搬送される光コネクタプラグの取り扱いが正確かつ迅速に行なえるものではなかった。さらに、光ファイバ自動接続切替装置では、作業位置での温度差による寸法精度の変動に対する問題を解決することができなかった。
【０００９】
また、パッチパネルなどを用いて手動での光コネクタアダプタの着脱による接続替えでは、光コネクタプラグや光アダプタは、ＳＣ型やＭＵ型などの市販の汎用部品を用いることができるが、人手で扱うためのスペースを必要とするため機構が大型化することや、接続作業時の信頼性の面で課題があった。
【００１０】
本発明は前記の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、光ファイバ接続切替装置の低コスト化、ならびに寸法の小型化、高信頼化を実現する光ファイバ接続切替装置およびその方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記目的を達成するため、つぎのような光ファイバ接続切替装置およびその方法にかかる構成とした。すなわち、光ファイバ接続切替装置としては、フランジ部およびフェルールを有し、光ファイバを支持する入力側の光コネクタプラグ、および出力側の光コネクタプラグを、対面させて光接続するための光アダプタと、この光アダプタを複数備える光接続盤と、この光接続盤の光アダプタに光接続される前記入力側の光コネクタプラグを開閉自在な動作により把持する一方と他方のフィンガ部を有すると共に、移動機構を有するロボットハンドとを備える光ファイバ接続切替装置において、前記光アダプタは、前記光接続盤に貫通する開口部に設置され、貫通孔を有する保持部と、この保持部が有する貫通孔の一方の開口周囲に設けられ、前記入力側の光コネクタプラグのフランジ部を固定する複数のつめ部を有するプラグ係止フックと、前記保持部の貫通孔に支持され、前記入出力側の光コネクタプラグのフェルールを挿入する割スリーブとを備え、前記入力側の光コネクタプラグは、当該光コネクタプラグの胴体部の外径寸法より大きな径を備える前記フランジ部と、このフランジ部から一定間隔を隔てた位置に設けられ、前記フランジ部より外径が小さな径を有する凸部とを備え、前記ロボットハンドのフィンガ部は、前記プラグ係止フックのつめ部に当接して、そのつめ部を離間する方向に弾性変形させる位置に水平方向に突出して形成された押圧当接部と、前記入力側の光コネクタプラグの凸部に係止する係止部と、前記光コネクタプラグの胴体部に当接して保持する当接保持部とを備え、前記当接保持部は、当該フィンガ部の基端側に設けられ、前記係止部は、前記当接保持部から溝部を介在させて形成された光ファイバ接続切替装置とした。
【００１２】
このように構成されることにより、ロボットハンドのフィンガ部の押圧当接部が光コネクタプラグのフランジ部を保持しているプラグ係止フックのつめ部に当接して、そのつめ部を離間させる方向に弾性力に抗して押し広げることが可能となる。また、プラグ係止フックのつめ部が広げられ光コネクタプラグが光アダプタから離脱する状態となったとき、フィンガ部の当接保持部および係止部によりその光コネクタプラグの胴体部および凸部を保持することができる。なお、ロボットハンドは、光コネクタプラグの凸部にフィンガ部の係止部を係止することができるため、割スリーブに挿入している光コネクタプラグのフェルールを強制的に引き抜く際に都合がよい。
【００１７】
また、前記光ファイバ接続切替装置において、前記出力側の光コネクタプラグは、前記光接続盤の他方における開口部に着脱自在に係合し、一方を開口する係合筐体部と、この係合筐体部の開口から突出して配置されるフェルールと、このフェルールの基端側に設けたフランジ部と、このフランジ部に設けた胴体部と、この胴体部に係合すると共に、前記係合筐体部の間に設けられたスプリングとを備え、前記出力側のフェルールが前記割スリーブの中央より入力側の位置に配置される構成とした。
【００１８】
このように構成されることにより、出力側の光コネクタプラグは、光接続盤の光アダプタの保持部が有する割スリーブにフェルールを挿入する場合に、当該スプリングにより光軸方向で入力側に付勢される状態となる。そして、入力側の光コネクタプラグは、プラグ係止フックに係合される場合に、入力側のフェルールにより、出力側の光コネクタプラグのフェルールを、当該スプリングの付勢力に抗して押圧し、割スリーブの中央位置に配置される際に、常に入力側のフェルールが後退する方向に付勢された状態で光接続されることになる。
【００１９】
さらに、前記光ファイバ接続切替装置において、前記光接続盤は、前記光アダプタの任意個数を一ブロック単位として設定した筐体と、この筐体の所定位置に離間して配置され前記ロボットハンドに把持された光コネクタプラグのフェルールの位置を検出する位置検出センサと、この位置検出センサにより検出した前記フェルールの位置と、予め入力した初期位置との変化分を演算する演算制御部と、を備え、前記演算制御部で演算した変化分により前記ロボットハンドにおける移動位置の誤差を制御するように構成した。
【００２０】
このように構成されることにより、ロボットハンドが光コネクタプラグを把持して任意の光アダプタの位置に移動する場合に、光接続盤の筐体に設けた一方の位置検出センサである例えば光電センサに対して、その光コネクタプラグのフェルールを対面させて反射する反射波を、その光電センサに認識させ、つぎに、他方の位置検出センサである例えば光電センサによりその光コネクタプラグのフェルールを対面させて反射する反射波を、その他方の光電センサに認識させることで、熱による筐体等の伸縮状態による寸法の変化を検出することが可能となる。
【００２１】
なお、前記光ファイバ接続切替装置において、前記筐体の近傍に温度センサを設置し、作業環境条件の変化等による作業中の温度差が予め決められた値を超えた場合に、前記ロボットハンドによる光コネクタプラグの着脱における位置合わせ時において、当該ロボットハンドと前記光アダプタの相対的な位置誤差が生じたと推定し、位置補正のために前記センサに対して前記ロボットハンドに把持された前記光コネクタプラグのフェルールが走査するように構成しても構わない。
【００２２】
このように構成されることにより、光ファイバ接続切替装置は、光作業時の温度変化によるロボットハンドの移動位置精度を維持することが可能となる。つまり、予め入力した前記センサの初期位置に対応する当該センサ間の長さと、センサにより検出した前記光コネクタプラグの位置により当該光コネクタプラグが移動した距離に対応する前記センサ間の長さとの変化分を検出することができ、その変化分によりロボットハンドの移動距離を制御することができる。
【００２３】
また、光ファイバ接続切替方法としてつぎの構成とした。すなわち、前記請求項４に記載の光ファイバ接続切替装置を用い、入力側の光コネクタプラグの離脱作業を行なう光ファイバ接続切替方法において、ロボットハンドのフィンガ部を光接続盤の光アダプタに対して、前記光コネクタプラグの着脱可能な位置に位置決めする第一工程と、前記光接続盤側に前記フィンガ部を移動させ、そのフィンガ部を開いた状態で押圧当接部によりプラグ係止フックを弾性変形させ押し広げる第二工程と、この第二工程によりプラグ係止フックによるフランジ部に対する係合から外され、前記出力側の光コネクタプラグのスプリングからの反力により、入力側の光コネクタプラグが、前記光アダプタから離脱する第三工程と、前記光アダプタから離脱した入力側の光コネクタプラグを、前記フィンガ部を閉じて把持する第四工程と、を含む手順とした。
【００２４】
このように構成されることにより、入力側の光コネクタプラグを保持しているプラグ係止フックがフィンガ部の押圧当接部により弾性変形して押し広げられ光コネクタプラグに対して離脱する状態になると、光アダプタの出力側の光コネクタプラグが備えるスプリングの付勢力により、割スリーブに挿入している入力側のフェルールが、出力側のフェルールにより、その割スリーブから離脱する方向に押出される。
【００２５】
また、前記請求項１に記載の光ファイバ接続切替装置を用いて、光コネクタプラグの接続作業を行なう光ファイバ接続切替方法において、入力側の光コネクタプラグの凸部を、ロボットハンドのフィンガ部により把持する第一工程と、接続対象となる光接続盤の光アダプタに対して、前記光コネクタプラグの装着可能な位置にロボットハンドを位置決めする第二工程と、前記ロボットハンドを光接続盤側に移動させることにより、前記光コネクタプラグのフランジ部の前面によりプラグ係止フックを弾性変形させて押し広げ、そのフランジ部に光コネクタプラグを装着させる第三工程により、光コネクタプラグの接続作業を行なう手順を含む光ファイバ接続切替方法とした。
【００２６】
このように構成されることにより、ロボットハンドのフィンガ部により把持する入力側の光コネクタプラグは、フランジ部を介してプラグ係止フックを弾性変形させ強制的に光アダプタに装着させることができる。
【００２７】
さらに、前記請求項４に記載の光ファイバ接続切替装置における位置検出センサが光電センサであるときの光ファイバ接続切替方法において、光接続盤の筐体毎に離間して設けた前記光電センサに対面する位置に、ロボットハンドにより把持する光コネクタプラグから突出しているフェルールを近接させる第一工程と、前記光電センサから照射して前記光コネクタプラグのフェルールから反射する反射波を受光し、筐体毎に配置した各光電センサにおいて検出した位置を演算制御部を介してメモリに位置情報データとして記憶する第二工程と、前記第二工程により記憶した位置情報データと予め前記メモリに入力した初期位置との変化分を演算して、その演算した結果を、前記ロボットハンドを駆動する駆動部にフィードバックさせてそのロボットハンドの移動距離を制御する第三工程と、を含む手順とした。
【００２８】
このように構成されることにより、光接続盤の筐体が作業環境条件あるいは季節の変化による熱の影響で伸縮した場合に、筐体毎に離間して設けた位置検出センサである例えば光電センサにより、光コネクタプラグのフェルールが装着できる保持部の正確な位置が演算され、ロボットハンドの適切な移動位置を常に把握して制御することが可能となる。
【００２９】
【実施例】
以下，図面を参照して本発明の光ファイバ接続切替装置およびその方法についての実施の形態を詳細に説明する。
図１は光ファイバ接続切替装置の全体を模式的に示す斜視図、図２は光ファイバ接続切替装置の光接続盤を示す分解斜視図、図３は光ファイバ接続切替装置の光アダプタに入出力側の光コネクタプラグが装着された状態の断面図、図４（ａ）、（ｂ）は光ファイバ接続切替装置のロボットハンドを示す正面図および一部破断した側面図である。
【００３０】
図１および図２に示すように、光ファイバ接続切替装置Ａは、入出力側の光コネクタプラグ１０、７０を着脱自在に光接続する光アダプタ５を複数備える光接続盤１と、この光接続盤１の各光アダプタ５の位置に自在に光コネクタプラグ１０を移動させるための移動機構３０を有するロボットハンド２０とから構成されている。なお、光接続盤１の対面する位置には、整列盤１Ａが設置されており、その整列盤１Ａには複数の整列孔１ａが形成されている。また、図示していないが、整列盤１Ａの後側には入力側の光ファイバＦＩを手繰り寄せるための公知の機構を備えている。
【００３１】
図１ないし図３に示すように、光接続盤１は、光アダプタ５の任意の個数を一ブロック単位として設定した筐体２と、この筐体２の左端および右端の位置に離間して配置した位置検出センサである例えば光電センサ３，３と、光アダプタ５を設置するためにその筐体２に貫通して形成した開口部２Ａを備えている。そして、筐体２は、ここでは上下２段となるように形成され、上下の開口部２Ａに光アダプタ５を設置した際に、上下に位置する光アダプタ５が互いに重ならないように互い違いとなる位置に、その開口部２Ａが配置されている。
【００３２】
図２および図３に示すように、筐体２の開口部２Ａは、入力側と出力側となる一方と他方における開口２ａ、２ｂにおいて対称となるように形成されている。そして、筐体２の他方における開口２ｂの近傍には、出力側の光コネクタプラグ７０の係合筐体部７３を着脱自在に係止するための係止機構（図示せず）が設けられている。この係止機構は、公知の構成である。
【００３３】
図２および図７に示すように、筐体２に設けた光電センサ３，３は、筐体２の左端と右端に離間した位置で、かつ、開口部２Ａの開口２ａより前方に突出する突出部４に設けられている。この光電センサ３，３は、赤外線等の光線を照射する照射部（図示せず）と、反射波を受光する受光部（図示せず）等を有している。そして、ロボットハンド２０が把持している光コネクタプラグ１０から前方に突出して位置するフェルール１３が対面して近接した際に、光電センサ３，３は、赤外線等の光線を照射してそのフェルールから反射される反射波を受光して反射波のピーク時の分布を、演算制御部３ａを介してメモリ３ｂに位置情報データとして記憶している。
【００３４】
図２および図３に示すように、光アダプタ５は、筐体２の開口部２Ａに設置され、貫通孔７ａを有する保持部７と、この保持部７の所定位置に設けた取付板９と、貫通孔７ａに挿入されて支持され、光コネクタプラグ１０，７０のフェルール１３、７１を挿入するための割スリーブ８と、取付板９に支持され貫通孔７ａの一方の開口周囲に設けられるプラグ係止フック６とを備えている。
【００３５】
図２に示すように、光アダプタ５の保持部７は、取付板９から出力側に突出する円筒部分７Ａおよび取付板９から入力側に突出する突出筒部分７Ｂにより、ここでは構成されている。そして、貫通孔７ａは、円筒部分７Ａ、取付板９および突出筒部分７Ｂを貫通して同一直径に形成されている。なお、貫通孔７ａは、図３に示すように、その突出筒部分７Ｂの貫通孔７ａの開口端にストッパ７ｂが設けられている。そして、貫通孔７ａには、割スリーブ８が嵌入されており、ストッパ７ｂにより入力側には抜け出さないように構成されている。
【００３６】
図２および図３に示すように、割スリーブ８は、筒状体の軸線方向に沿って切割が設けられており、フェルール１３，７１の直径より僅かに小さな直径となるように形成され、フェルール１３，７１が挿入された際に、そのフェルール１３，７１をある程度緊密に保持できるように構成されている。
【００３７】
図２および図３に示すように、プラグ係止フック６は、取付板９から突出する突出筒部分７Ｂを挟む位置に配置される板状体の先端につめ部６ａ，６ｂを有している。そして、つめ部６ａ，６ｂは、突出筒部分７Ｂの貫通孔７ａの周辺に配置され、対面する位置に傾斜面を備えている。このつめ部６ａ，６ｂの傾斜面は、先端に向かうにしたがって両つめ部６ａ，６ｂの間隔が広がるように形成されている。
【００３８】
なお、図３に示すように、プラグ係止フック６は、筐体２に設置されたときに弾性変形が可能となるように筐体２の内面から所定間隔離れた位置に配置されるように構成されている。そして、プラグ係止フック６は、図２に示すように、筐体２の開口２ａから突出して設置されることや、あるいは、図３に示すように、筐体２の開口２ａ内に収まるように設置される構成であっても構わない。さらに、プラグ係止フック６は、図６（ｂ）に示すように、光コネクタプラグ１０のフランジ部１４がつめ部６ａ，６ｂの傾斜面に当接したときに、フェルール１３が割スリーブ８内に挿入できる長さ寸法を備えていることが望ましい。
【００３９】
また、プラグ係止フック６のつめ部６ａ，６ｂは、ここでは２つが対面して配置される例を示したが、光コネクタプラグ１０を着脱自在に保持することができる構成であれば、３つあるいは４つまたはそれ以上の数を備えていても構わない。
【００４０】
さらに、プラグ係止フック６は、光コネクタプラグ１０を装着する場合、および、光コネクタプラグ１０を離脱させる場合に、弾性変形することができる部材あるいは厚さ寸法により形成されている。
【００４１】
つぎに、入出力側の光コネクタプラグ１０，７０について説明する。図２および図３に示すように、入力側の光コネクタプラグ１０は、胴体部１１の端部１２に設けたフェルール１３と、このフェルール１３の基端側で端部１２の近傍に設けたフランジ部１４と、このフランジ部１４から所定距離を隔ててその胴体部１１に設けた凸部１５と、胴体部１１の後部に設けた光ファイバの相通孔を備えている。
【００４２】
そして、図３および図６（ｂ）に示すように、光コネクタプラグ１０のフランジ部１４は、プラグ係止フック６のつめ部６ａ，６ｂに形成した傾斜面に当接し、かつ、そのつめ部６ａ，６ｂに係合することができる直径を備えている。また、光コネクタプラグ１０の凸部１５は、そのフランジ部１４より小さな直径となるように胴体部１１から突出して形成されている。この凸部１５は、ここでは連続して円環状に形成されているが、ロボットハンド２０により係合することができれば、胴体部１１の周面に一定間隔で突出する構成としても構わない。
【００４３】
なお、フランジ部１４は、フェルール１３側に位置する胴体部１１からの立上面を、図３では、胴体部１１から垂直に形成しているが、胴体部１１側ではそのフランジ部１４の幅寸法が広く、外周に向かうにしたがってその凸部１５の幅寸法が狭くなる傾斜面あるいは曲面となるように形成しても構わない。
【００４４】
図２および図３に示すように、出力側の光コネクタプラグ７０は、開口７６を備える係合筐体部７３と、この係合筐体部７３に設けたコイルスプリング７５と、このコイルスプリング７５に嵌装される胴体部７４と、この胴体部７４の周面から円環状に突出して形成されるフランジ部７２と、このフランジ部７２から一定間隔離間した位置に設けられたフェルール７１とを備えている。そして、光コネクタプラグ７０の係合筐体部７３は、筐体２の他方の開口２ｂに対して係合離脱自在となる係合部分（図示せず）を備えている。なお、この出力側の光コネクタプラグ７０は、汎用品であり、例えば、ＳＣ型、ＭＵ型プラグと同等の構成を備えているものである。
【００４５】
つぎに、ロボットハンド２０について説明する。図１、図２および図４に示すように、ロボットハンド２０は、入力側の光コネクタプラグ１０を把持するための一方と他方のフィンガ部２０Ａ，２０Ｂと、光接続盤１および整列盤１Ａの間を自在に移動することができる移動機構３０を備えている。
【００４６】
移動機構３０は、図１、図２および図７に示すように、水平面における一方の方向であるＸ方向に移動させるＸ方向ガイド３１，３１と、このＸ方向ガイド３１，３１に沿って移動するＸガイドスライド部３２，３２と、このＸガイドスライド部３２，３２に掛け渡されて支持され、Ｘ方向に直交するように配置されたＹ方向ガイド３３と、このＹ方向ガイド３３に沿って移動するＹガイドスライド部３４と、このＹガイドスライド部３４に支持され一方と他方のフィンガ部２０Ａ，２０Ｂ（図４参照）を開閉自在に保持すると共に、上下方向（Ｚ方向）に移動させる開閉駆動部３５とを備えている。
【００４７】
図２および図４に示すように、フィンガ部２０Ａ，２０Ｂは、開閉駆動部３５に支持されるアーム２１，２１の先端側に形成されている。このフィンガ部２０Ａ，２０Ｂは、アーム２１，２１の一端に設けられ、入力側の光コネクタプラグ１０の胴体部１１（図３参照）に当接して保持する当接保持部２５と、この当接保持部２５から溝部２４を介在させて形成される係止部２３と、この係止部２３から水平方向に突出して形成される押圧当接部２２とを備えている。
【００４８】
図２、図４（ｂ）および図５（ｂ−２）に示すように、押圧当接部２２は、筐体２の開口２ａに収納できる外径に形成されると共に、プラグ係止フック６のつめ部６ａ，６ｂに当接して、そのつめ部６ａ，６ｂを弾性変形させ開かせることができる位置に突出する円環状に形成されている。そして、この押圧当接部２２は、その内径が光コネクタプラグ１０の凸部１５に接触しない寸法に形成されている。なお、押圧当接部２２は、ここでは円環状に形成された例を示したが、つめ部６ａ，６ｂに当接して開かせるように弾性変形させることができる構成であれば、上下に配置した平板状に形成すること等、特に、その形状に限定されるものではない。
【００４９】
図３および図５（ｂ−１）に示すように、フィンガ部２０Ａ，２０Ｂの係止部２３は、押圧当接部２２がつめ部６ａ，６ｂを弾性変形させ開口させた状態のときに、光コネクタプラグ１０の凸部１５よりフランジ部１４側になる位置に形成されている。この係止部２３は、光コネクタプラグ１０の胴体部１１に当接して保持することができるように内径側に円環状に連続して突出するように形成されている。なお、係止部２３は、光コネクタプラグ１０の胴体部１１に当接して保持することができれば、その形状が限定されるものではない。
【００５０】
図４、図５（ｃ−１）に示すように、フィンガ部２０Ａ，２０Ｂの溝部２４は、光コネクタプラグ１０の凸部１５を収納することができるように形成されている。また、フィンガ部２０Ａ，２０Ｂの当接保持部２５は、光コネクタプラグ１０の胴体部１１（図３参照）に当接して保持することができる円環状に形成されているが、胴体部１１の周面に部分的に当接して保持する構成であっても構わない。
【００５１】
つぎに、光ファイバ接続切替装置の接続切替動作について図１、図５、図６、図７を主に説明する。
図１に示すように、今ロボットハンド２０が今位置している光コネクタプラグ１０を、光アダプタ５（図２参照）から離脱させ、移動機構３０（図２参照）を介して移動し、ＣＨで示す位置の光アダプタ５（図２参照）に装着する接続切替動作を、一例としてここでは説明する。
【００５２】
はじめに、ロボットハンド２０のフィンガ部２０Ａ，２０Ｂは、離脱する位置の光コネクタプラグ１０に対面し、その光コネクタプラグ１０が着脱可能な位置まで、移動機構３０を介してＸ、Ｙ、Ｚ（図７参照）の方向に沿って移動する。
【００５３】
図５（ａ−１）、（ａ−２）に示すように、フィンガ部２０Ａ，２０Ｂが目的とする位置の光コネクタプラグ１０に対面すると、フィンガ部２０Ａ，２０Ｂは、開閉駆動部３５（図４（ａ）参照）により開放した状態で、図５（ａ−１）の矢印で示すように、その光コネクタプラグ１０の後部からプラグ係止フック６側に移動機構３０（図１参照）を介して前進移動する。
【００５４】
そして、図３および図５（ｂ−１）、（ｂ−２）に示すように、フィンガ部２０Ａ，２０Ｂの押圧当接部２２，２２により、プラグ係止フック６のつめ部６ａ，６ｂを、その弾性力に抗して押し広げる（弾性変形させる）。なお、このとき、光コネクタプラグ１０の胴体部１１および凸部１５の外径より、フィンガ部２０Ａ，２０Ｂの開口している間が広いため、フィンガ部２０Ａ，２０Ｂの押圧当接部２２，２２は、スムーズに前進移動することができる。
【００５５】
そして、図５（ｂ−１）、（ｂ−２）に示すように、つめ部６ａ，６ｂが押し広げられると、光コネクタプラグ１０は、そのフランジ部１４が、そのつめ部６ａ，６ｂの係合状態から開放される。それと共に、光コネクタプラグ１０は、出力側の光コネクタプラグ７０が備えるコイルスプリング７５の付勢力により、フェルール１３が、フェルール７１により押され、割スリーブ８から抜け出す方向に押し出される。そのため、押し出された光コネクタプラグ１０は、その凸部１５がフィンガ部２０Ａ，２０Ｂの溝部２４の位置にまで移動する。
【００５６】
図３および図５（ｃ−１）、（ｃ−２）に示すように、光コネクタプラグ１０のフランジ部１４が、プラグ係止フック６のつめ部６ａ，６ｂから開放され、フェルール１３が割スリーブ８からある程度押し出されると、フィンガ部２０Ａ，２０Ｂは、開閉駆動部３５（図４（ａ）参照）により互いに近接する方向に移動して、その係止部２３および当接保持部２５により光コネクタプラグ１０を把持する。
【００５７】
そして、図５（ｄ−１）、（ｄ−２）に示すように、光コネクタプラグ１０を把持するフィンガ部２０Ａ，２０Ｂは、移動機構３０（図１参照）により、矢印の方向に後退移動することで、その光コネクタプラグ１０を光アダプタ５から離脱させることで接続解除している。
【００５８】
つぎに、光アダプタ５から光コネクタプラグ１０を離脱させたロボットハンド２０は、図１に示すように、整列盤１Ａ側に移動し、図示しない巻取機構の動作と併せて整列盤１Ａの整列孔１ａに光コネクタプラグ１０を一旦支持させる。その後、光コネクタプラグ１０を把持しなおしたロボットハンド２０は、移動機構３０により、図１に示すＣＨで示す光アダプタ５（図３参照）の位置まで移動する。なお、ここでは離脱させた光コネクタプラグ１０を一度整列盤１Ａに支持する動作を採用しているが、直接目的位置の光コネクタプラグ１０に移動しても構わない。
【００５９】
また、光コネクタプラグ１０を把持するロボットハンド２０は、予め決められた回数あるいは所定時間経過後に筐体２に設けた光電センサ３，３を通過してから目的の位置まで移動するように設定されている。また、筐体２の近傍に温度センサ（図示せず）を設置し、作業環境条件の変化等による作業中の温度差が予め決められた値を超えた場合に、ロボットハンド２０による光コネクタプラグ１０の着脱における位置合わせ時において，ロボットハンド２０と接続盤（各コネクタアダプタ）１間の相対的な位置誤差が生じたと推定し、位置補正のために光電センサ３，３に対してフェルール１３が走査するように構成してもよい。
つまり、ロボットハンド２０が光コネクタプラグ１０を把持して任意の光アダプタ５の位置に移動する場合に、光接続盤１の筐体２に設けた一方の光電センサ３に対して、その光コネクタプラグ１０のフェルール１３を対面させて反射する反射波を、その光電センサ３に認識させる。つぎに、他方の光電センサ３によりその光コネクタプラグ１０のフェルール１３を対面させて反射する反射波を、その他方の光電センサ３に認識させることで、一方と他方の光電センサ３，３間の位置を検出する。そして検出した位置からフェルール１３が移動した距離に対応する長さと、予め入力した初期位置に対応する光電センサ間の長さとの変化分を演算制御部３ａにより演算することで求め、熱による筐体２等の伸縮状態による寸法の変化を検出し、フィードバックした値により移動機構３０を移動させるように駆動部３０Ａを制御することが可能となる。
【００６０】
図７に示すように、光電センサ３，３を使用する場合は、初期状態において，予め機械的原点位置（初期位置）からの各光アダプタ５（光電センサ３の位置含む）（図２参照）の位置をティーチングにより得ておく（入力手段によりメモリ３ｂに位置情報データを記憶しておく）。そして、ロボットハンド２０に把持された基準の（位置確認を行なう）光コネクタプラグ１０が光電センサ３面上を走査される時に算出される位置と、初期位置からの変化分を演算制御部３ａにより演算し、その演算した変化分の値を位置誤差量としてティーチングデータにフィードバックする。そして、フィードバックした値により移動機構３０を移動させるように駆動部３０Ａを制御している。そのため、熱による筐体２等の伸縮状態による寸法の変化を検出し、フィードバックした値により移動機構３０を移動させるように駆動部３０Ａを制御することが可能となる。
【００６１】
つぎに、光アダプタ５に光コネクタプラグ１０を装着する動作について説明する。図６（ａ）、（ｂ）に示すように、目的位置まで移動したロボットハンド２０は、光アダプタ５の割スリーブ８に光コネクタプラグ１０のフェルール１３が挿入するように、移動機構３０により前進移動する。そして、図６（ｂ）に示すように、光コネクタプラグ１０のフランジ部１４により、プラグ係止フック６のつめ部６ａ，６ｂを弾性力に抗して押し広げ（弾性変形させ）、図６（ｃ）に示すように、そのフランジ部１４をつめ部６ａ，６ｂに係合させる。
【００６２】
なお、光アダプタ５の出力側に光コネクタプラグ７０が装着されている場合に、光コネクタプラグ１０は、そのフェルール１３により、反対側に位置するフェルール７１を、コイルスプリング７５による付勢力に抗して押し込むことで、フェルール１３をつめ部６ａ，６ｂに係合させて光アダプタ５に装着して、光接続作業が完了する。
【００６３】
なお、図２に示すように、筐体２の下段側の光アダプタ５に対する光コネクタプラグ１０の着脱動作を行なう場合、ロボットハンド２０は、上段側の光アダプタ５の間を、開閉駆動機構を介して降下することで目的位置に到達して所定の動作を行なうものである。
【００６４】
このように、本発明の実施の形態では、ロボットハンドによる操作で光コネクタプラグの接続、接続解除作業を行なうことが可能となり、人手を介在しないため誤接続などの問題が解決され，高信頼化が可能となる。そして、光ファイバ接続切替装置は、いわゆるプッシュプル型の光接続・接続解除作業が簡易な構造で実現できるため，低コスト化が可能となる。
【００６５】
なお、本発明の実施の形態では、光接続盤１に配置した光アダプタ５は、図２では、光接続盤１は、光アダプタ５を２段で筐体２を四個継ぎ合わせて構成しているが、光アダプタ５は、１段あるいは３段以上であることや、筐体２は１つ、２つ、３つあるいは５つ以上であっても構わない。
【００６６】
また、前記した実施の形態では、光コネクタプラグ１０に凸部１５を形成し、かつ、ロボットハンド２０に係止部２３を備える構成として説明したが、凸部１５および係止部２３が形成されない状態であっても構わない。
【００６７】
そして、本発明は前記の実施の形態において説明した形態に限定されるものではなく，その主旨を逸脱しない範囲において，種々の変更が可能であることは勿論である。
【００６８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明にかかる光ファイバ接続切替装置およびその方法では、以下に示すように優れた効果を奏するものである。
光ファイバ接続切替装置は、任意の入力側の光ファイバと任意の出力側の光ファイバとの間の光接続あるいは接続解除作業に関して、光アダプタにプラグ係止フック等を備えることで、光コネクタプラグの着脱動作が確実でかつ高速化でき、高信頼化，低コスト化が可能となる。また、人手による作業スペースを必要とせず，アダプタ部の狭ピッチ配列構造が可能となり，従来と比較して，大幅な小型化が実現できる。
【００６９】
また、光ファイバ接続切替装置は、入力側の光コネクタプラグに凸部を備えることで、光コネクタプラグの着脱動作を確実とし、特に、光コネクタプラグを光アダプタから離脱させる場合に、その凸部にロボットハンドの係止部を係止して光コネクタプラグを移動させることができるため、操作性を向上することができる。
【００７０】
さらに、光ファイバ接続切替装置は、ロボットハンドに押圧当接部を備える構成としているため、光アダプタのプラグ係止フックの開閉動作を確実で迅速に行なうことができる。
【００７１】
そして、光ファイバ接続切替装置は、光接続盤を筐体と位置検出センサを備える構成にすることで、作業時の温度変化によるロボットハンドの移動位置精度を維持することが可能となる。
【００７２】
また、光ファイバ接続切替装置は、出力側の光コネクタプラグの構成を係合筐体部およびコイルスプリング等を備える構成とすることで、汎用品である例えばＭＵ型、ＳＣ型と同等な光コネクタプラグを利用することが可能となり、部品の規格化が行なえ，低コスト化が可能となる。
【００７３】
さらに、光ファイバ接続切替方法は、光コネクタプラグを離脱させる場合に、出力側の光コネクタプラグが備えるコイルスプリングの付勢力により、割スリーブに挿入している入力側のフェルールが、その割スリーブから離脱する方向に押し出される。そのため、光コネクタプラグに対するロボットハンドのフィンガ部の操作が容易となる。また、光ファイバ接続切替方法は、光コネクタプラグが、フランジ部を介してプラグ係止フックを弾性変形させ強制的に光アダプタに装着させているため、光コネクタプラグの光アダプタに対する装着を容易でかつ迅速に行なうことができる。光ファイバ接続切替方法は、さらに、光電センサにフェルールを近接させる工程を備えることで、ロボットハンドの移動に対して正確な位置合わせおよび位置合わせの調整作業を行なうことができ、常に正確なロボットハンドの移動を可能とする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる光ファイバ接続切替装置の全体を模式的に示す斜視図である。
【図２】本発明にかかる光ファイバ接続切替装置の光接続盤を示す分解斜視図である。
【図３】本発明にかかる光ファイバ接続切替装置の光アダプタに入出力側の光コネクタプラグが装着された状態の断面図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）は本発明にかかる光ファイバ接続切替装置のロボットハンドを示す正面図および一部破断した側面図である。
【図５】（ａ−１）、（ｂ−１）、（ｃ−１）、（ｄ−１）は本発明にかかる光ファイバ接続切替装置における入力側の光コネクタプラグの離脱を状態示す断面図、（ａ−２）（ｂ−２）、（ｃ−２）、（ｄ−２）はフィンガ部の開閉状態を示す正面図である。
【図６】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は本発明にかかる光ファイバ接続切替装置における入力側の光コネクタプラグの装着状態を示す断面図である。
【図７】本発明にかかる光ファイバ接続切替装置の光電センサからの信号によりロボットハンドの駆動部を制御する構成を模式的に示すブロック図である。
【図８】（ａ）、（ｂ）は従来の光ファイバ接続切替装置を示す平面図および側面図である。
【符号の説明】
Ａ 光ファイバ接続切替装置
ＦＩ 光ファイバ（入力側）
ＦＯ 光ファイバ（出力側）
１ 光接続盤 １Ａ 整列盤
１ａ 整列孔 ２ 筐体
２Ａ 開口部 ２ａ、２ｂ 開口
３ 光電センサ ３ａ 演算制御部
３ｂ メモリ ４ 突出部
５ 光アダプタ ６ プラグ係止フック
６ａ，６ｂ つめ部 ７ 保持部
７ａ 貫通孔 ７ｂ ストッパ
７Ａ 筒状部分 ７Ｂ 突出筒部分
８ 割スリーブ ９ 取付板
１０ 光コネクタプラグ １１ 胴体部
１２ 端部 １３ フェルール
１４ フランジ部 １５ 凸部
２０ ロボットハンド
２０Ａ，２０Ｂ フィンガ部 ２１ アーム
２２ 押圧当接部 ２３ 係止部
２４ 溝部 ２５ 当接保持部
３０ 移動機構 ３０Ａ 駆動部
３１ Ｘ方向ガイド ３２ Ｘガイドスライド部
３３ Ｙ方向ガイド ３４ Ｙガイドスライド部
３５ 開閉駆動部
７０ 光コネクタプラグ（出力側）
７１ フェルール ７２ フランジ部
７３ 係合筐体部 ７４ 胴体部
７５ コイルスプリング ７６ 開口
１０１ 光ファイバコード
１０２ 光ファイバコード
１０３ 接続盤
１０４ 整列盤
１０５ ハンド機構
１０６ 巻き取り機構
１０７ 余長処理部
１０８ 移動機構
１０９ 光コネクタプラグ
１１０ 光コネクタアダプタ
１１１ 光コネクタアダプタ
Claims (7)
- フランジ部およびフェルールを有し、光ファイバを支持する入力側の光コネクタプラグ、および出力側の光コネクタプラグを、対面させて光接続するための光アダプタと、この光アダプタを複数備える光接続盤と、この光接続盤の光アダプタに光接続される前記入力側の光コネクタプラグを開閉自在な動作により把持する一方と他方のフィンガ部を有すると共に、移動機構を有するロボットハンドとを備える光ファイバ接続切替装置において、
前記光アダプタは、前記光接続盤に貫通する開口部に設置され、貫通孔を有する保持部と、この保持部が有する貫通孔の一方の開口周囲に設けられ、前記入力側の光コネクタプラグのフランジ部を固定する複数のつめ部を有するプラグ係止フックと、前記保持部の貫通孔に支持され、前記入出力側の光コネクタプラグのフェルールを挿入する割スリーブとを備え、
前記入力側の光コネクタプラグは、当該光コネクタプラグの胴体部の外径寸法より大きな径を備える前記フランジ部と、このフランジ部から一定間隔を隔てた位置に設けられ、前記フランジ部より外径が小さな径を有する凸部とを備え、
前記ロボットハンドのフィンガ部は、前記プラグ係止フックのつめ部に当接して、そのつめ部を離間する方向に弾性変形させる位置に水平方向に突出して形成された押圧当接部と、前記入力側の光コネクタプラグの凸部に係止する係止部と、前記光コネクタプラグの胴体部に当接して保持する当接保持部とを備え、
前記当接保持部は、当該フィンガ部の基端側に設けられ、
前記係止部は、前記当接保持部から溝部を介在させて形成されたことを特徴とする光ファイバ接続切替装置。 - 前記出力側の光コネクタプラグは、前記光接続盤の他方における開口部に着脱自在に係合し、一方を開口する係合筐体部と、この係合筐体部の開口から突出して配置されるフェルールと、このフェルールの基端側に設けたフランジ部と、このフランジ部に設けた胴体部と、この胴体部に係合すると共に、前記係合筐体部の間に設けられたスプリングとを備え、前記出力側のフェルールが前記割スリーブの中央より入力側の位置に配置されることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ接続切替装置。
- 前記光接続盤は、前記光アダプタの任意個数を一ブロック単位として設定した筐体と、この筐体の所定位置に離間して配置され前記ロボットハンドに把持された光コネクタプラグのフェルールの位置を検出する位置検出センサと、この位置検出センサにより検出した前記フェルールの位置と、予め入力した初期位置との変化分を演算する演算制御部と、を備え、
前記演算制御部で演算した変化分により前記ロボットハンドにおける移動位置の誤差を制御することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光ファイバ接続切替装置。 - 前記筐体の近傍に温度センサを設置し、作業環境条件の変化等による作業中の温度差が予め決められた値を超えた場合に、前記ロボットハンドによる光コネクタプラグの着脱における位置合わせ時において、当該ロボットハンドと前記光アダプタの相対的な位置誤差が生じたと推定し、位置補正のために前記位置検出センサに対して前記ロボットハンドに把持された前記光コネクタプラグのフェルールが走査するようにしたことを特徴とする請求項３に記載の構光ファイバ接続切替装置。
- 前記請求項２に記載の光ファイバ接続切替装置を用い、入力側の光コネクタプラグの離脱作業を行なう光ファイバ接続切替方法において、ロボットハンドのフィンガ部を光接続盤の光アダプタに対して、前記光コネクタプラグの着脱可能な位置に位置決めする第一工程と、前記光接続盤側に前記フィンガ部を移動させ、そのフィンガ部を開いた状態で押圧当接部によりプラグ係止フックを弾性変形させ押し広げる第二工程と、この第二工程によりプラグ係止フックによるフランジ部に対する係合から外され、前記出力側の光コネクタプラグのスプリングからの反力により、入力側の光コネクタプラグが、前記光アダプタから離脱する第三工程と、前記光アダプタから離脱した入力側の光コネクタプラグを、前記フィンガ部を閉じて把持する第四工程と、を含むことを特徴とする光ファイバ接続切替方法。
- 前記請求項１に記載の光ファイバ接続切替装置を用いて、光コネクタプラグの接続作業を行なう光ファイバ接続切替方法において、入力側の光コネクタプラグの凸部を、ロボットハンドのフィンガ部により把持する第一工程と、接続対象となる光接続盤の光アダプタに対して、前記光コネクタプラグの装着可能な位置にロボットハンドを位置決めする第二工程と、前記ロボットハンドを光接続盤側に移動させることにより、前記光コネクタプラグのフランジ部の前面によりプラグ係止フックを弾性変形させて押し広げ、そのフランジ部に光コネクタプラグを装着させる第三工程により、光コネクタプラグの接続作業を行なうことを特徴とする光ファイバ接続切替方法。
- 前記請求項４に記載の光ファイバ接続切替装置における位置検出センサが光電センサであるときの光ファイバ接続切替方法において、光接続盤の筐体毎に離間して設けた前記光電センサに対面する位置に、ロボットハンドにより把持する光コネクタプラグから突出しているフェルールを近接させる第一工程と、前記光電センサから照射して前記光コネクタプラグのフェルールから反射する反射波を受光し、筐体毎に配置した各光電センサにおいて検出した位置を演算制御部を介してメモリに位置情報データとして記憶する第二工程と、前記第二工程により記憶した位置情報データと予め前記メモリに入力した初期位置との変化分を演算して、その演算した結果を、前記ロボットハンドを駆動する駆動部にフィードバックさせてそのロボットハンドの移動距離を制御する第三工程とを含むことを特徴とする光ファイバ接続切替方法。
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